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Une forme d’ADN jamais observée dans les cellules humaines

Radio-Canada

Une structure d'ADN, qui n'avait été observée qu'in vitro a finalement été observée pour la première fois à l'intérieur du noyau de cellules humaines par des généticiens australiens.

Un texte d'Alain Labelle

« C’est de l’ADN, mais pas tel que nous le connaissons », affirment les chercheurs de l’Institut de recherche médicale Christ Garvan.

Cette structure, surnommée « i-motif », ressemble à un nœud d’ADN tordu.

Impression artistique de la structure de l'ADN i-motif à l'intérieur des cellules, ainsi que de l'outil à base d'anticorps utilisé pour la détecter.Agrandir l’imageImpression artistique de la structure de l'ADN i-motif à l'intérieur des cellules, ainsi que de l'outil à base d'anticorps utilisé pour la détecter. Photo : Chris Hammang

Qu'est-ce que l’ADN?

ADN signifie acide désoxyribonucléique. Il s’agit d’une molécule présente à l’intérieur des cellules de tous les êtres vivants. Elle porte l’information génétique nécessaire au développement et au fonctionnement de l’organisme.

Une forme particulière

Cette molécule a la forme d’une très longue échelle tordue sur elle-même. Depuis son observation en 1953 par les chercheurs James Watson et Francis Crick, on la surnomme « la double hélice ».

Les « montants » de l’échelle sont composés d’une alternance de molécules de sucre et de phosphate. Les « barreaux » de l’échelle sont fixés aux sucres de chaque montant et sont formés de deux bases azotées qui se font face. Ce sont, en quelque sorte, les blocs de construction qui composent la molécule d’ADN.

Il n’y a pas que la double hélice

Les scientifiques savaient que des morceaux d’ADN peuvent exister sous d’autres formes, du moins en laboratoire. Ces différentes formes pourraient jouer un rôle important dans la manière et le moment où le code ADN est « lu ».

La nouvelle forme est tout à fait différente de la double hélice d’ADN décrite il y a 65 ans.

Quand la plupart d’entre nous pensent à l’ADN, on pense à la double hélice.

Daniel Christ, Institut Garvan

« Cette recherche nous rappelle que des structures d’ADN totalement différentes existent – et pourraient jouer un rôle important dans nos cellules. », explique M. Christ.

Bien que les chercheurs aient déjà vu le « i-motif » et l’aient étudié en détail, il n’avait été observé qu’in vitro, c’est-à-dire dans des conditions artificielles en laboratoire et non à l’intérieur des cellules.

Un nouvel outil précis

Pour détecter ces i-motifs à l’intérieur des cellules, les chercheurs ont développé un nouvel outil très précis – un fragment d’une molécule d’anticorps – qui reconnaît et s’attache spécifiquement aux i-motifs. Jusqu’à présent, l’absence d’un anticorps spécifique des i-motifs entravait sérieusement la compréhension de leur rôle.

Grâce à ce nouvel outil, les chercheurs ont découvert l’emplacement des i-motifs dans l'une des lignées cellulaires humaines. En utilisant des techniques de fluorescence pour localiser leur emplacement, les chercheurs ont identifié de nombreux points verts à l’intérieur du noyau, qui indiquent leur position.

Ce qui nous a le plus réjouis, c’est que nous pouvions voir les taches vertes (les i-motifs) apparaître et disparaître avec le temps, de sorte que nous savons qu’elles se forment, se dissolvent et se forment à nouveau.

Mahdi Zeraati, Institut Garvan

Les chercheurs ont montré que les i-motifs se forment à un point particulier du cycle de vie de la cellule, lorsque l’ADN est activement « lu ». Ils ont également montré que les i-motifs apparaissent dans certaines régions promotrices (zones de l’ADN qui contrôlent si les gènes sont activés ou non) et dans les télomères, des sections des chromosomes qui jouent un rôle important dans le processus de vieillissement.

« Nous estimons que le va-et-vient des i-motifs est un indice de ce qu’ils font. Il semble probable qu’ils sont là pour aider à activer ou à désactiver les gènes et pour déterminer si un gène est activement lu ou non », explique M. Zeraati.

Nous pensons aussi que la nature transitoire des i-motifs explique pourquoi il a été si difficile de les retrouver dans les cellules jusqu’à présent. [...] C’est excitant de découvrir une toute nouvelle forme d’ADN dans les cellules.

Daniel Christ, Institut Garvan

« Cette découverte ouvre la voie à une toute nouvelle compréhension de cette forme d’ADN, et pourrait aider à connaître son impact sur la santé », conclut Daniel Christ.

Le détail de cette découverte est l’objet d’un article publié dans la revue Nature Chemistry (Nouvelle fenêtre)

Génétique

Science